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深水網箱智能化自動沉降系統.pdf

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深水 網箱 智能化 自動 沉降 系統
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摘要
申請專利號:

CN201310262814.8

申請日:

20130627

公開號:

CN103380750B

公開日:

20150422

當前法律狀態:

有效性:

失效

法律詳情:
IPC分類號: A01K61/00 主分類號: A01K61/00
申請人: 浙江大學寧波理工學院
發明人: 張智煥
地址: 315100 浙江省寧波市鄞州區首南街道高教園區錢湖南路1號
優先權: CN201310262814A
專利代理機構: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙) 代理人: 代忠炯
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201310262814.8

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明提供了一種智能化程度高,在風浪發生前就能事先沉降,且風浪平息后又能自動上浮的深水網箱智能化自動沉降系統;它包括網箱本體、浮力氣囊(4)、充氣裝置(5)、本地氣象監測器(11)、水上控制臺(12)、第一電磁閥(15)、外圍氣象監測浮標(9)以及陸上控制臺(10);充氣裝置(5)通過第一電磁閥(15)與浮力氣囊(4)相連,第一電磁閥(15)上設有第一放氣口(16);本地氣象監測器(11)、第一電磁閥(15)與充氣裝置(5)均與水上控制臺(12)電連接;外圍氣象監測浮標(9)與水上控制臺(12)無線連接;水上控制臺(12)與陸上控制臺(10)無線連接;上述各部件中的用電部件均連接有電源。

權利要求書

1.一種深水網箱智能化自動沉降系統,它包括網箱本體;其特征在于:它還包括安裝在網箱本體上的浮力氣囊(4)、充氣裝置(5)、本地氣象監測器(11)、水上控制臺(12)、第一電磁閥(15)和安放在網箱本體周邊的外圍氣象監測浮標(9)以及安裝在陸地上的陸上控制臺(10);充氣裝置(5)通過第一電磁閥(15)與浮力氣囊(4)相連,所述的第一電磁閥(15)上設有用于給浮力氣囊(4)放氣的第一放氣口(16);本地氣象監測器(11)、第一電磁閥(15)與充氣裝置(5)均與水上控制臺(12)電連接;外圍氣象監測浮標(9)與水上控制臺(12)無線連接;水上控制臺(12)與陸上控制臺(10)無線連接;上述各部件中的用電部件均連接有電源;所述的外圍氣象監測浮標(9)上包括用于監控風速、風向、海水流速、海水在不同深度之下的溫度以及海浪高度的傳感器;所述的本地氣象監測器(11)上包括用于監控風速、風向、海水流速、海水在不同深度之下的溫度以及海浪高度的傳感器;它還包括用于檢測網箱本體在水中的姿態的傳感器和用于調整網箱本體在水中的姿態的姿態調整氣囊,姿態調整氣囊均勻分布在網箱本體的下端,所述的用于檢測網箱本體在水中的姿態的傳感器與水上控制臺(12)電連接,姿態調整氣囊通過第二電磁閥(17)與充氣裝置(5)相連,所述的第二電磁閥(17)上設有第二放氣口(18);所述的用于檢測網箱本體在水中的姿態的傳感器為電子陀螺儀(13);所述的充氣裝置(5)包括氣泵、高壓儲氣瓶和高出于網箱本體上端面的進氣管(6),進氣管(6)與氣泵相連,氣泵與高壓儲氣瓶相連,高壓儲氣瓶通過第一電磁閥(15)與浮力氣囊(4)相連;所述的姿態調整氣囊為四個,分別是前姿態氣囊(7.1)、左姿態氣囊(7.2)、后姿態氣囊(7.3)和右姿態氣囊(7.4)。

說明書

技術領域

本發明涉及一種深水網箱智能化自動沉降系統。

背景技術

現有技術中深水養殖業越來越發達,深水養殖大多采用網箱進行圈養,這樣養殖的動物或是植物不易丟失,收獲也比較方便。目前的網箱大多配備有沉降系統,很多是由漁民手動來實現的,有些雖可遙控,但也需要人工控制沉降的深度和時機,不具備自動適應的智能化沉降功能。深水養殖水中環境多變,受氣象條件影響大,網箱經常需要根據當時的氣象條件進行沉降,防止被海浪等破壞。現有技術中的深水網箱沉降系統存在以下問題:1、智能化程度不高,需要人工手動沉降或是遙控沉降。2、沉降沒有提前量,往往是在風浪發生時才開始沉降,且風浪平息后不會自動上浮。

發明內容

本發明要解決的技術問題是,提供一種智能化程度高,在風浪發生前就能事先沉降,且風浪平息后又能自動上浮的深水網箱智能化自動沉降系統。

為解決上述技術問題,本發明提供的技術方案為:一種深水網箱智能化自動沉降系統,它包括網箱本體;它還包括安裝在網箱本體上的浮力氣囊、充氣裝置、本地氣象監測器、水上控制臺、第一電磁閥和安放在網箱本體周邊的外圍氣象監測浮標以及安裝在陸地上的陸上控制臺;充氣裝置通過第一電磁閥與浮力氣囊相連,所述的第一電磁閥上設有用于給浮力氣囊放氣的放氣口;本地氣象監測器、第一電磁閥與充氣裝置均與水上控制臺電連接;外圍氣象監測浮標與水上控制臺無線連接;水上控制臺與陸上控制臺無線連接;上述各部件中的用電部件均連接有電源。

采用以上結構后,本發明具有如下優點:1、智能化程度高,不需要人工手動沉降可根據監控數據由水上控制臺實現自動沉降與上浮,也可由陸地控制臺遠程控制與監測,便于實現多個網箱集中管理。2、沉降時可通過周邊的浮標發來氣象信息提前進行,也可通過陸上控制臺發來的氣象站的氣象信息提前沉降,能將風浪帶來的損害降到最低,且風浪平息后也可自動上浮。

作為優選,所述的充氣裝置包括氣泵、高壓儲氣瓶和高出于網箱本體上端面的進氣管,進氣管與氣泵相連,氣泵與高壓儲氣瓶相連,高壓儲氣瓶通過第一電磁閥與浮力氣囊相連。

作為優選,所述的外圍氣象監測浮標上包括用于監控風速、風向、海水流速、海水在不同深度之下的溫度以及海浪高度的傳感器。該結構可以給出不同深度下的水溫信息,網箱控制臺可以通過對水溫的分析進行自動沉降,使網箱內的生物處于最佳水溫的深度。同時風速、風向,流速浪高等信息也可以作為上浮和下沉的重要參考數據。不但可以用于控制網箱的沉浮還可以由水上控制臺發送給陸上控制臺,用于其它用途的氣象監控。

作為優選,所述的本地氣象監測器上包括用于監控風速、風向、海水流速、海水在不同深度之下的溫度以及海浪高度的傳感器。同時風速、風向,流速浪高等信息也可以作為上浮和下沉的重要參考數據。不但可以用于控制網箱的沉浮還可以由水上控制臺發送給陸上控制臺,用于其它用途的氣象監控。

作為改進,它還包括用于檢測網箱本體在水中的姿態的傳感器和用于調整網箱本體在水中的姿態的姿態調整氣囊,姿態調整氣囊均勻分布在網箱本體的下端,所述的傳感器與水上控制臺電連接,姿態調整氣囊通過第二電磁閥與充氣裝置相連,所述的第二電磁閥上設有第二放氣口。該結構具有姿態調整系統,網箱能自動修正其在深水中的姿態,保持直立狀態,使網箱內的生物更加穩定的生長。

作為進一步改進,所述的姿態調整氣囊為四個,分別是前姿態氣囊、左姿態氣囊、后姿態氣囊和右姿態氣囊。四個調整點,姿態控制更加準確。

附圖說明

圖1是本發明深水網箱智能化自動沉降系統的結構示意圖。

圖2是本發明深水網箱智能化自動沉降系統的電路控制方框圖。

如圖所示:1、網箱上圈,2、網箱下圈,3、連接桿,4、浮力氣囊,5、充氣裝置,6、進氣管,7.1、前姿態氣囊,7.2、左姿態氣囊,7.3、后姿態氣囊,7.4、右姿態氣囊,8、電池,9、外圍氣象監測浮標,10、陸上控制臺,11、本地氣象監測器,12、水上控制臺,13、電子陀螺儀,14、氣泵,15、第一電磁閥,16、第一放氣口,17、第二電磁閥,18、第二放氣口。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明。

結合附圖1和附圖2,一種深水網箱智能化自動沉降系統,它包括網箱本體;它還包括安裝在網箱本體上的浮力氣囊4、充氣裝置5、本地氣象監測器11、水上控制臺12、第一電磁閥15和安放在網箱本體周邊的外圍氣象監測浮標9以及安裝在陸地上的陸上控制臺10;充氣裝置5通過第一電磁閥15與浮力氣囊4相連,所述的第一電磁閥15上設有用于給浮力氣囊4放氣的放氣口;本地氣象監測器11、第一電磁閥15與充氣裝置5均與水上控制臺12電連接;外圍氣象監測浮標9與水上控制臺12無線連接;水上控制臺12與陸上控制臺10無線連接;上述各部件中的用電部件均連接有電源。所述的充氣裝置5包括氣泵、高壓儲氣瓶和高出于網箱本體上端面的進氣管6,進氣管6與氣泵相連,氣泵與高壓儲氣瓶相連,高壓儲氣瓶通過第一電磁閥15與浮力氣囊4相連。所述的外圍氣象監測浮標9上包括用于監控風速、風向、海水流速、海水在不同深度之下的溫度以及海浪高度的傳感器。所述的本地氣象監測器11上包括用于監控風速、風向、海水流速、海水在不同深度之下的溫度以及海浪高度的傳感器。它還包括用于檢測網箱本體在水中的姿態的傳感器和用于調整網箱本體在水中的姿態的姿態調整氣囊,姿態調整氣囊均勻分布在網箱本體的下端,所述的傳感器與水上控制臺12電連接,姿態調整氣囊通過第二電磁閥17與充氣裝置5相連,所述的第二電磁閥17上設有第二放氣口18。所述的姿態調整氣囊為四個,分別是前姿態氣囊7.1、左姿態氣囊7.2、后姿態氣囊7.3和右姿態氣囊7.4。

具體實施時,所述的深水網箱智能化自動沉降系統的網箱本體包括網箱上圈1和網箱下圈2,網箱上圈1和網箱下圈2之間設有連接桿3,網箱上圈1、網箱下圈2和連接桿3上包有魚網;所述的系統還包括多個浮力氣囊4、充氣裝置5、電池8、外圍氣象監測浮標9、陸上控制臺10、本地氣象監測器11、水上控制臺12、電子陀螺儀13(用于檢測網箱本體在水中的姿態的傳感器的一種)、第一電磁閥15和多個姿態調整氣囊;充氣裝置5上安裝有氣泵14,氣泵14上設有高出網箱上圈1的進氣管6;浮力氣囊4安裝在網箱上圈1上,浮力氣囊4為多個,每個均通過第一電磁閥15與充氣裝置5相連,所述的第一電磁閥15上設有用于給浮力氣囊放氣的第一放氣口16,所述的電池8、本地氣象監測器11、水上控制臺12和電子陀螺儀13均安裝在網箱上,外圍氣象監測浮標9安放在網箱周邊的水域并與水上控制臺12無線連接;多個姿態調整氣囊均勻安裝在網箱的下端;每個姿態調整氣囊均通過具有多通道換向功能的第二電磁閥17與氣泵14相連,所述的第二電磁閥17上設有用于給姿態調整氣囊放氣的第二放氣口18;本地氣象監測器11、電子陀螺儀13、第一電磁閥15與氣泵14均與水上控制臺12電連接,水上控制臺12與陸上控制臺10無線連接;所述的電池8與網箱上的用電部件電線連接。所述的充氣裝置5為兩個,并列安裝于連接桿3上。所述的多個姿態調整氣囊為四個,分別是前姿態氣囊7.1、左姿態氣囊7.2、后姿態氣囊7.3和右姿態氣囊7.4,四個姿態調整氣囊均勻分布在網箱下圈2上。所述的外圍氣象監測浮標9上還安裝有多個用于探測不同深度的水溫的溫度探頭。所述的網箱上圈1和網箱下圈2的直徑在10~20米之間。所述的水上控制臺與陸上控制臺之間最好是采用GPRS通信網絡進行數據傳輸,所述的水上控制臺與外圍氣象監測浮標9之間也最好是采用GPRS通信網絡進行數據傳輸。本地氣象監測器11上可設置風速傳感器、水溫傳感器、風向傳感器和浪高傳感器。本地氣象監測器11與水上控制臺之間的連接可以采用有線連接,也可以采用射頻模塊或是藍牙模塊進行無線連接。所述的網箱本體可以是多種形態,如六面體形態,球體形態等。所述的網箱上的供電可以通過電池供電,條件允許的話可以采用海底電纜供電。所述的充氣裝置5還可以選用帶有儲氣罐的小型空氣壓縮機作為充氣機構。

本發明在具體實施時,所有的部件均需要做防水和防腐蝕處理,其中涉及的電控部件均有成熟的市售產品,所述的浮力氣囊與姿態調整氣囊可以購買市售的可用于海水中的氣囊,也可以自行定制,所述的外圍氣象監測浮標9主要負責監控的參數有風速、風向、海水流速、海水在不同深度之下的溫度、以及海浪高度,上述參數現有技術中均有對應的傳感器,將其對應安裝于外圍氣象監測浮標9上即可,所述的外圍氣象監測浮標9是需要通過錨鏈等固定裝置固定于海中的,防止在海水作用下隨意漂浮。所以外圍氣象監測浮標9一般是安裝于深度在50米左右的近海地帶。所述的外圍氣象監測浮標9一般可設置四個,分別安裝在網箱的東南西北四個方向,也可以設置八個或是更多,它們最好是以網箱為圓心,以2~10km的距離為半徑,均勻分布。所述的網箱上最好設置一到兩根錨鏈,防止網箱隨意漂浮。所述的網箱由硬質金屬桿與金屬圈搭建出主框架后再在主框架上覆蓋魚網,它可以用來養殖動物或植物。所述的充氣裝置5即內置有高壓空氣的氣瓶,所述的氣瓶與氣泵相連,可以在網箱浮出水面時進行充氣。

本發明的工作原理:將上述各個部件安裝到位后,系統即可開始工作,用戶可以按如下的控制方案對本深水網箱智能化自動沉降系統進行控制,首先由水上控制臺按一個預設的頻率(如每5分鐘檢測一次)讀取外圍氣象監控浮標9的氣象數據,一旦檢測到有大風、大浪或是寒流信息,則網箱即開始根據所收到的信息進行對應的上浮或下沉,顯然如果是大風大浪,則是下沉,如果是寒流則運動到水溫最適宜的深度,網箱的上浮控制通過充氣裝置向浮力氣囊中充氣來實現,下沉則通過浮力氣囊向外放氣來實現。如果陸上控制臺有收到準確的氣象消息或是基于某種人為意愿也可以通過指令遠程控制本地的控制臺,實現網箱的上浮與下沉。另外所述的水上控制臺每隔一個預設的時間,如5分鐘就讀取下電子陀螺儀的數據來檢測下網箱是否水平,如果出現偏離,偏離角度在30度以內則不進行調整,當偏離角度超過30度時,則開始通過四個姿態氣囊進行姿態調整,比如網箱是向左側傾斜了,則將左姿態氣囊充氣,右姿態氣囊放氣,使網箱恢復原位,當有姿態氣囊進行動作時,水上控制臺讀取電子陀螺儀的時間頻率由5分鐘改變成10秒鐘一次,直到網箱恢復到偏離水平面的角度不超過30度的位置并維持5分鐘以上后,姿態氣囊停止調整,同時水上控制臺讀取電子陀螺儀的時間頻率由10秒鐘一次調整回5分鐘一次。當網箱上的本地氣象監控器11監控到異常的風速或水溫時,網箱亦將啟動自動沉浮控制。關于充氣裝置的充氣問題,當本地氣象監控器11檢測到風向時,表示網箱已經浮出水面,則可以進行充氣動作,最好是在本地氣象監控器11或是進氣管6的上端安裝一個水位傳感器,檢測進氣管或本地氣象監控器11是否浮出于水面,控制方面,為了防止進氣管中的水進入到氣泵內,在氣泵充氣前可以先進行一個短暫的放氣,以將進氣管中的積水吹出。還有就是所述的網箱可以設置多個,每個網箱上最好還安裝一個GPS定位器,各個網箱統一與一個陸上控制臺相連,可實現連網控制。

以上對本發明及其實施方式進行了描述,這種描述沒有限制性,附圖中所示的也只是本發明的實施方式之一,實際的結構并不局限于此。總而言之如果本領域的普通技術人員受其啟示,在不脫離本發明創造宗旨的情況下,不經創造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例,均應屬于本發明的保護范圍。

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